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BREVET D'INVENTION " Four à coke à régénérateur à brûleur inférieur Il
On connait des fours à coke à brûleur inférieur et à chauffage à régénération, dont les parois de chauffage sont divisées en carneaux verticaux jumeaux, les régénérateurs montés au-dessous des chambres, dirigés dans le sens de la longueur de celles-ci, actionnés sur toute la longueur des chambres et dans le même sens et servant pour l'air,ou pour l'air et le gaz faible, étant montés entre les plans médians des parois de chauffage et 'reliés aux carneaux de chauffage de façon que les carneaux de chauffage de cha- que paroi de chauffage, léchés par les flammes pen dant la période de marche, soient reliés à des régénérateurs se trouvant dtun côté de la cloison,
tandis que les carneaux de chauffage de cette cloison, léchés par les flammes pen- dant l'autre période de marche, sont reliés à des régénéra- teurs qui se trouvent de l'autre coté. Les groupes de régéné-
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rateurs qui se trouvent entre les plans médians de cloi- sons de chauffage voisines sont ainsi reliés chacun la moitié des carreaux de chauffage des deux parois de chaui'- fage voisines.
Lorsque la chauffage a lieu exclusivement ou facultative.¯lent avec du gaz fort arrivant par des canaux verticaux en maçonnerie montant entre les régénérateurs, comme ceux que l'on utilise en particulier lorsqu'il y a un sous-sol au-dessous du four, on a disposé ces canaux ver- ticaux à gaz fort jusqu'ici en rangées à peu près dans les plans médians des parois de chauffage,dans les cloisons de régénérateurs qui servent en même temps de murs de sou- tènement du four.
Dans ces conditions, pendant chaque pério- de de marche, le gaz ne passait jamais que dans la moitié des conduites verticales à gaz fort se trouvant dans cha- que cloison des régénérateurs,tandis que l'autre moitié res- tait inerte pendant la même période de marche ou était ouverte pour l'introduction d'air de dégraphitation.
En conséquence , pendant les deux périodes de marche, il y vait des conduites de gaz fort dans une paroi qui limitait, d'un coté, un régénérateur servantréchauffer les agents de chauffage et, de l'autre côté, un régénérateur évacuant les gaz brûlés.
l'our empêcher la juxtaposition de canaux verticaux à gaz fort en fonctionnement et des régénérateurs traversés par des gaz brûlés, on fait en sorte, suivant l'invention, dans le type de four décrit, que les canaux verticaux à gaz fort soient logés, non pas dans les cloisons de régénéra- teurs qui se trouvent dans le plan médian de la paroi de chauffage, mais dans des parois qui,pendant la période de marche dans laquelle les canaux à gaz fort sont traver- sés par les gaz, sont emprisonnés par des régénérateurs servant à réchauffer les agents de combustion.
Le montage aes canaux verticaux à gaz fort est diffé- rent suivant la façon dont le groupe de régénérateurs monté
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entre les plans médians de deux parois de chauffage est di- visé en régénérateurs individuels dirigés dans le sens de la longueur des chambres. Si l'ensemble du groupe est cons- titué par un régénérateur à air unique relié aux carneaux des deux -parois de chauffage voisines, il faut que les ca- naux à gaz fort traversent le régénérateur, de préférence dans son plan médian, et soient reliés, un peu au-dessous du seuil du carneau du chauffage, par des canaux de commu- nication obliques, aux carneaux de chauffage ou à des brû- leurs qui s'engagent dans les carneaux de chauffage.
Si le groupe est constitué par deux régénérateurs servant exclu- sivement à réchauffer l'air de combustion et reliés chacun uniquement à l'une des deux parois de chauffage voisines, les canaux verticaux à gaz fort sont logés dans la cloison qui sépare les deux régénérateurs ;
il en est de même lors- que le groupe est constitué par deux régénérateurs pouvant servir, 3.'un exclusivement de régénérateur à air et l'autre facultativement de régénérateur à air ou à gaz faible,les deux régénérateurs étant reliés aux deux parois de chauf- fage voisines, Lorsque le groupe de régénérateurs est divi- sé en trois régénérateurs, un régénérateur central de gaz communiquant avec les deux parois de chauffage voisines, et deux égénérateurs d'air ne communiquant chacun qu'avec une paroi de chauffage, les canaux verticaux à gaz fort sont divisés de préférence en deux rangées ne communiquant cha- cune qu'avec les carneaux d'une paroi de chauffage,
cette rangée étant logée de chaque coté du régénérateur de gaz dans les parois qui séparent ces régénérateurs de gaz des régénérateurs d'air. On utilise une disposition correspon- dante lorsque le régénérateur de gaz est également divisé en deux régénérateurs individuels,c'est-à-dire lorsque le groupe est constitué par quatre régénérateurs individuels, les régénérateurs intérieurs étant de préférence des régé- nérateurs de gaz faible, tandis que les régénérateurs exté-
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rieurs servent de régénérateurs d'air dans le cas du chauffage au gaz faible; les canaux de gaz fort sont alors toujours disposés entre un régénérateur de gaz faible et un régénérateur d'air, de façon à communiquer avec les mêmes carneaux de chauffage de la même paroi que les régénérateurs qui les entourent.
On sait déjà que les canaux verticaux à gaz fort dispo- sés dans les murs de séparation des régénérateurs peuvent être constitués par des briques tubulaires particulières.Il convient d'utiliser aussi des briques tubulaires de ce genre- pour les parties obliques des canaux à gaz fort qui se trouvent au-dessous du seuil du carneau de chauffage.
Quant aux joints de dilatation qui séparent les canaux à gaz fort en sections obliques, confie celles dont il vient d'être question, il convient de les disposer de façon qu'ils soient dirigés en partie dans le sens des parois longitudinales extérieures des briques tubulaires et en partie dans le sens des surfaces de joint, perpendiculaires à ces parois, des briques tubulaires successives, Lorsque les canaux à gaz fort traversent la maçonnerie qui se trouve au-dessous du seuil du carneau de chauffage, sans que l'on utilise des briques tubulaires, il faut avoir soin que les joints de dilatation coupent les canaux à gaz fort dans leur par- tie horizontale, pour empêcher que des dilatations se pro- duisant le long des joints ne rétrécissent la section du canal à gaz fort, ce qui risquerait de provoquer des dépôts de graphite,
les parois des canaux à gaz fort sont légère- ment élargies vers la surface d'intersection des joints de dilatation.
Le nouveau dispositif a. non seulement l'avantage d'é- viter les risques de transferts entre les conduits de gaz fort et les régénérateurs à chaleur perdue, mais encore celui que les conduites de gaz fort qui se trouvent dans la même rangée reçoivent du gaz pendant la même période de
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marche, c'est-à-dire pendant la -période de marche dans laquelle le régénérateur de gaz faible voisin reçoit .du gaz lorsqu'il s'agit du four compound chauffé au gaz faible.On peut donc utiliser, pour une rangée de canaux verticaux à gaz fort et pour un régénérateur de gaz faible voisin, une conduite de gaz commune communiquant par l'intermédiaire de robinets d'arrêt avec les divers canaux à gaz fort et les diverses sections longitudinales du régénérateur ,
con- duite qu'il faut relier pendant l'une des deux périodes de marche à la conduite maîtresse de gaz dirigée dans'le sens de la longueur de la batterie, tandis qu'elle doit être sé- parée de l'autre. Non seulement on économise ainsi la moi- tié des conduites de gaz qui autrement seraient nécessaires, on facilite notamment aussi sensiblement la manoeuvre né- cessaire pour faire passer un four d'un mode de chauffage à l'autre (du gaz faible au gaz fort et réciproquement).
Ceci a une importance particulière en ce sens que l'on éprouve de plus en plus, dans ces aerniers temps, le besoin de faire servir le gaz de distillation à des applications particulières pendant des heures déterminées de la journée ou pendant des périodes de marche déterminées, et de l'uti- liser par contre pour le chauffage du faur pendant d'autres 'périodes de marche ou d'autres heures.
L'envoi du gaz dans une rangée de canaux à gaz fort ou dans un régénérateur à gaz faible dirigé dans le sens de la longueur des cham- @ bres, et l'arrêt de l'arrivée du gaz être effectués au moyen de soupapes montées à l'extrémité de la conduite de gaz, ces soupapes étant construites de façon connue en forme de robinets à trois voies et comportant, pour l'arrivée de l'air de dégraphitation, une fente oui est fermée lorsque le chauffage a lieu au gaz faible.
Il est également possi- ble de donner la forme de robinets à plusieurs voies aux robinets d'arrêt montés dans les conduites d'arrivée qui se trouvent entre la condulto de gaz et les divers canaux à gaz fort ou les différentes sections du régénérateur de
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gaz faible, et de les relier à des organes de tirage com- muns.
Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, les conduites de ce genre, qui aboutissent à une oonduite de gaz fortunique ou - une section unique du régénérateur de gaz faible, peuvent aussi comporter des robinets d'arrêt ou des robinets a plusieurs voies dans les clef @s desquels sont montés les organes tels que des ajutages, fils métalli- ques insérée, etc. qui servent à assurer le réglage de pré- cision de la quantité de gaz qui arrive. Ces robinets peu- vent avoir une l'orme telle que la clef soit accessible de l'extérieur, dans la position d'arrêt,à travers des fentes pratiquées dans le boisseau du robinet,et que les organes de réglage (ajutages, fils métalliques) puissent être reti- rés.
Lorsqu'il s'agit du robinet à gaz fort, la communica- tion est établie entre le canal gaz fort et l'air exté- rieur au moyen d'une perforation pratiquée dans la clef et débouchant,dans la position d'arrêt du robinet, d'une part dans le cane.1 à gaz fort, et d'autre part dans la fen- te du robinet.
Un mode de réalisation de l'objet de l'invention est représenté titre d'exemple dans les dessins ci-joints.
La fig . 1 est une coupe Verticale de la tête d'une paroi de chauffage et du régénérateur qui se trouve au-dessous, dans la moitié de gauche par la ligne Ia-Ia et dans la riioi- tié de droite par la ligne Ib-Ib de la fig. 2.
La fige 2 est une coupe verticale par la ligne II-II de la fig. 1.
Les fig. 3 et 4 représentent la partie entourée en traibs mixtes du seuil du carneau de chauffage de la fig.2. pour deux variantes différentes des canaux à gaz fort, à une plus grande échelle .
La fig. 5 est une vue, à une plus grande échelle,de la partie représentée en traits mixtes du seuil du généra-
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teur de la fig. 2.
La fig. 6 est une coupe horizontale parla ligne VI-VI de la fig. 5.JJJ.
La f ig. 7 est une coupe d'un robinet à gaz fort à plusieurs voies, représenté à une échelle plus grande enco- re, en regardant dans le sens de la fig. 5.
La fig, 8 est une coupe horizontale de ce robinet par la ligne VIII-VIII de la fig. 7, à la même échelle que la fig. 7.
Le four à coke compound à brûleur inférieur représenté dans les dessins est un four dans lequel il y a toujours, entre les cloisons de régénérateurs 1 qui se trouvent dans le plan central des parois de chauffage 2, divisées en car- neaux jumeaux, un groupe de chacun deux régénérateurs dont l'un, le régénérateur 3, sertà réchauffer le gaz faible dans le cas du chauffage àgaz faible et l' autre, le régéné- rateur 4, à réchauffer l'air de combustion pendant l'une des périodes de marche, les deux régénérateurs servant,pendant l'autre période de marche, à absorber la chaleur des gaz brûlés. Un groupe de régénérateurs de réchauffage alterne toujours, en comptant dans le sens de la longueur de la batterie, avec un groupe de régénérateurs à chaleur perdue pendant chaque période de marche.
Les deux régénérateurs 3 et 4 de chaque groupe sont reliés aux carneaux de chauf- fage de numéros pairs de l'une des parois de chauffage et aux carneaux de chauffage des numéros impairs de l'autre pa- roi de chauffage, qui est voisine, par des canaux de commu- nication 5 et 6 montant obliquement. Les chambres de four 7, qui sont horizontales, se trouvent entre les parois de chauffage. La maçonnerie réfractaire du four repose sur la plaque de support en béton 8, qui est portée par les piliers 9 et qui recouvre le sous-sol 10. Les gaz brûlés sont évacués hors des régénérateurs 3 et 4 par les canaux 11 et 12 de seuil des régénérateurs, canaux qui communiquent
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avec le canal 14 de la cheminée par l'intermédiaire des soupapes à plusieurs voies 13.
Alors que jusqu'à présent,dans la construction de ce type de four en forme de four compound à brûleur infé- rieur, les canaux verticaux à gaz fort aboutissant aux car- neaux de chauffage étaient logés dans les cloisons 1 sépa- rant les régénérateurs subissant des actions opposées,les canaux verticaux 15, qui débouchent dans les brûleurs 17 par l'intermédiaire des sections obliques 16 qui se trouvent au-dessous d'un seuil de chauffage, sont logés,suivant l'invention, dans les parois 18 qui se trouvent entre deux régénérateurs et 4 subissant toujours des actions de même sens. Les canaux à gaz fort 15 reçoivent du gaz pendant la période de marche dans laquelle les deux régénérateurs voisins fonctionnent à réchauffage.
On a montré dans la fig. 3 comment les canaux verti- caux à gaz fort sont constitués aussi,dans leur partie obli- que 16, par des briques tubulaires 19 dont le bord exté- rieur a un pourtour sensiblement carré. Dans ces conditions le joint à dilatation 20 qui se trouve dans le seuil de la chambre peut passer entre les surfaces d'application de deux briques successives 19a et 19b. A l'intérieur de la brique 19a l'ouverture du canal à gaz fort est élargie, paur ne pas rétrécir la section du canal 16, même lorsque la maçon- nerie se dilate. Lorsque le seuil.de la chambre et du car- neau de chauffage est disposé de la façon représentée dans la fig. 4, les parties obliques 16 des carneaux à gaz fort sont évidées dans des briques de forme plus grandes.
Il faut avoir soin toutefois que les briques qui se rejoignent sur un joint de dilatation traversent les canaux à gaz fort 16 par des surfaces d'intersection horizontales 21.
Alors que, pendant la période de marche dans laquelle les canaux à gaz fort 15 d'une rangée reçoivent du gaz lorsque le chauffage a lieu au gaz fort, le régénérateur
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de gaz faible voisin 3 sert à réchauffer le,6 gaz faible dans le cas du chauffage à gaz faible, une rangée de canaux à gaz fort et les diverses sections longitudinales du régé- nérateur de gaz faible voisin de cette rangée sont reliées à la même conduite de gaz 22 dirigée dans le sens de la longueur des chambre,les canaux à gaz fort 15 par l'inter- médiaire des tubes d'ajutage 23 insérés dans la plaque de béton 8 et portant, en bas, des chapeaux amovibles 84,et les tuyaux horizontaux 25, dans lesquels se trouvent les robinets d'arrêt et les robinets à plusieurs voies 26,
les canaux 11 du seuil des régénérateurs de gaz faible par l'intermédiaire des canaux verticaux 27, dans lesquels débouchent des tuyaux en fer 28, et par l'intermédiaire des robinets à plusieurs voies 29. Dans le dispositif représenté par les fig. 5 et-6, lorsque le four est chauf- fé au gaz faible,tous les robinets 26 sont fermés et les robinets à gaz faible 29 reliés au tirant 31 par l'inter- médiaire des leviers 30 sont actionnés par le treuil de manoeuvre de façon à être fermés pendant l'une des périodes de marche.
Lorsque le four est chauffé au gaz fort, tous les robinets 29 sont fermés et les robinets à gaz fort 26 sont actionnés par le tirant 33 au moyen des leviers 32 de façon à libérer l'arrivée du gaz fort pendant la pério- de de marche, à l'arrêter pendant l'autre période de mar- che, et à relier les conduites de gaz fort 15 à l'atmosphè- re.
La fermeture distincte de chaque conduite à gaz fort au moment du renforcement du tirage à régénération rend bien le dispositif de changement de mache un peu plus compliqué, mais elle a l'avantage extrêmement grand que l'ouverture d'entrée de l'air de dégraphitation se trouve, dans le sens de l'écoulement du gaz, en arrière du disposi- tif de réglage de chaque conduite à gaz fort, ce qui permet de calculer largement la quantité d'air utilisée pour la
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dégraphitation. Par contre, les quantités d'air qui entrent dans les différentes conduites à gaz fort, lorsque la con- duite de gaz fort qui sert à alimenter toutes les parois de chauffage est reliée à l'atmosphère, sont minimes,
parce que les ajutages montés dans les différentes conduites pour assurer le réglage de précision du gaz fort ont une grande résistance et ne laissentpasser l'air que difficilement.
On peut voir par les fig. 7 et 8 qu'un ajutage 33 est monté dans la clef 34 du robinet à gaz fort 26 et que l'on -peut encore insérer, dans cet ajutage, des fils métalliques 36 de différents diamètres pour assurer le réglage de pré- cision. La fiG. 7 montre la position du robinet dans le cas de l'arrivée du gaz, et la fig. 8 la position d'arrêt du rooinet. L'ouverture pratiquée dans la clef pour le passage du gaz communique avec l'atmosphère par les fentes 37 et 38 du robinet. Il est donc facile, pendant chaque deuxième période de marche, de changer le fil métallique 36, de net- toyer l'ajutage 35 ou même de le remplacer par un autre, sans que des perturbations quelconques soient à craindre dans le service.
Les parties décrites jusqu'ici du canal à gaz fort 26 peuvent être appliquées aussi de la même façon aux tobi- hets à gaz faible 29.
Le robinet à gaz fort 26 comporte en outre, dans sa clef , une perforation oblique 39 qui, dans la position d'arrêt du rooinet, position qui est représentée dans la fig. 8, déboucha d'une part dans la fente à air 37 et d'au- tre part dans la conduite à gaz fort 15. En calculant lar- gement les dimensions de cette perforation on peut faire en sorte que la quantité de dégraphitation soit aussi gran- de que cela est indispensable pour assurera.'une façon abso- lue l'élimination de tous les dépôts de carbone qui se forcent dans les canaux 15 et 16 pendant une période de marche.
Les conditions de gaz 22 dirigées dans le sens de
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la longueur des chambres communiquent,par l'intermédiaire des tuyaux verticaux 40, avec la conduite maîtresse 41 montée dans le sous-sol et dirigée dans le sens de la lon- gueur de la batterie, Normalement la vanne d'arrêt 42 mon- tée dans le tuyau 40 est ouverte.